[發(fā)明專利]一種低信噪比ISAR成像運動補償方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910066747.X
• 申請日: 2019-01-24
• 公開（公告）號: CN109709552B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發(fā)明（設計）人: 羅文茂;陳雪嬌;顧艷華;姜敏敏;閆之燁
• 申請（專利權(quán)）人: 南京信息職業(yè)技術學院
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發(fā)明提供了一種低信噪比ISAR成像運動補償方法，屬于雷達信號處理領域。對于逆合成孔徑雷達(ISAR)來說，在低信噪比情況下，其包絡對齊、相位聚焦、目標運動參數(shù)估計等關鍵問題都無法解決。本發(fā)明方法將keystone變換應用于信號相干累積，并采用極大似然小波閾值去噪對雷達距離像去噪，可以達到較為精確的目標運動參數(shù)估計，獲得了更好的運動補償結(jié)果，可以在低信噪比下有效成像，具有推廣應用的價值。

技術領域

本發(fā)明涉及一種低信噪比ISAR成像運動補償方法，該方法可以應用于雷達信號處理的工程領域。

背景技術

隨著隱身技術、無人機等新技術的應用，逆合成孔徑雷達(ISAR)將不可避免需要在低信噪比下成像，這將大大增加ISAR成像的難度。

在高信噪比條件下，對平穩(wěn)目標的運動補償方法已經(jīng)非常成熟了，常用包絡對齊、相位自聚焦技術來實現(xiàn)。對于機動目標，由于回波相位具有高次項，運動補償較為復雜，可以采用的方法有：高階相位項參數(shù)估計實現(xiàn)運動補償、修正的Keystone變換方法完成包絡對齊、圖像熵法實現(xiàn)相位自聚焦、聯(lián)合自聚焦等。在低信噪比條件下機動目標的ISAR運動補償問題更為復雜，現(xiàn)有的參數(shù)估計方法在低信噪比下性能有限，而基于熵的自聚焦方法會失效。

Keystone變換是通過時間坐標線性變換的方法來實現(xiàn)包絡對齊的一種常用方法，其優(yōu)點在于其變換與噪聲無關，缺點是插值運算量較大。keystone變換只能應用于勻速的情況，如果目標做機動飛行，可以認為目標在較短的時間內(nèi)近似為勻速運動，所以可以在成像時間的不同分段中采用keystone變換來實現(xiàn)包絡對齊。由于keystone不能消除相位中的高次項的影響，所以在keystone變換后還需相位聚焦。在信噪比不是很低的情況下，一種典型的方法是在keystone變換后，利用相鄰幾個距離像相干積累提高信噪比，然后利用包絡相關法進行包絡對齊，校正高次項的影響，最后利用自聚焦算法完成運動補償。但是在信噪比較低的情況下，該方法無法進行相位自聚焦，所以需要提出新的方法來解決該問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在解決以上至少一個方面的技術問題，提供一種基于較為精確的ISAR成像運動補償方法，得到了很好的補償效果，在低信噪比ISAR成像等方面具有很好的應用前景。

為達到上述技術目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

本發(fā)明提供的一種低信噪比ISAR成像運動補償方法，包括如下步驟：

步驟1.對目標回波信號的M*N維基帶頻域信號矩陣的前L行數(shù)據(jù)進行keystone變換，其中L為設定的整數(shù)值，M為回波脈沖數(shù)，N為每個回波脈沖的離散采樣點數(shù)；

步驟2.對keystone變換后的L*N維數(shù)據(jù)矩陣按行逆傅里葉變換得到對齊的L*N維目標距離像矩陣；

步驟3.將上一步得到的L*N維距離像矩陣排列為一維向量；

步驟4.將上一步生成的一維向量求模后進行極大似然閾值小波去噪；

步驟5.將去噪后的一維向量重新恢復為L*N維的矩陣，將恢復后的L*N維矩陣的所有行相加，得到一個一維向量，并將該一維向量作為一個新的(M-L+1)*N維觀測圖像的第一行；

步驟6.對基帶頻域信號矩陣的第2至第L+1行重復步驟1～5，直到得到完整的(M-L+1)*N維觀測圖像；

步驟7.由上一步得到的(M-L+1)*N維觀測圖像通過相關法對齊，將觀測圖像的移位對齊量作為移位依據(jù)，將回波信號移位對齊。

步驟8.在上一步得到的對齊的(M-L+1)*N維觀測圖像中，利用Hough變換分段檢測目標的速度，通過不同段目標速度的估計值擬合出目標的初始速度估計值加速度估計值。利用初始速度估計值加速度估計值構(gòu)造補償函數(shù)補償?shù)?步包絡對齊后的回波信號相位，即完成了相位聚焦。至此，完成了低信噪比ISAR成像運動補償過程；